周忠亮

【摘要】在公路施工过程中，由于沥青与其他材料相比具有更强适应能力，且使用寿命相对较长，故而有着极为广泛的应用范围，但是，在实际当中，沥青的应用也会涉及较多质量问题，例如环境与温度的影响，这便对相关工作人员技术水平提出一定要求。基于此，本文将主要针对公路沥青路面试验检测技术展开相关探讨分析。

【关键词】公路;沥青;检测技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.071

引言：

近二三十年来，随着我国高速公路建设飞速发展，沥青路面因具有承载性能好、行车舒适、行车振动小、施工工期短、养护维修方便等诸多优点，现已成为我国最主要的路面结构类型。但当前我国部分沥青路面在建设过程存在的质量问题较为严重，一般为沥青路面施工过程中材料和路面质量未经检测，达不到合格标准，同时后期因未能及时发现初期病害导致养护不及时，导致路面使用期间病害不断严重，甚至蔓延至基层，从而新建公路达不到甚至远低于设计服役寿命。为提高沥青路面的使用性能和寿命，减少后期维修养护费用，需从公路施工到使用过程中及时对路面情况进行检测，如施工过程中加强路面材料和质量检测技术，加强路面无损检测技术，解决无损检测过程中的技术难点。

1、公路工程沥青路面的质量要求

1.1较强的稳定性

沥青路面在施工过程如遇到路面浸水将对路面整体质量产生不利影响，路面运行过程中会造成路面局部松动或坑槽，从而使路面实际使用效果不佳，路面性能会大打折扣，缩短路面使用期限。因此，必须在施工过程中提高沥青路面整体可靠性，以确保其质量。保证沥青路面的质量，则从沥青路面结构的角度进行设计。

沥青路面要按照不同等级的要求，针对流量过大出现的下沉、开裂等问题进行处理，对提高公路沥青路面的质量水平有促进作用。在质量控制的过程中，要保证沥青路面的荷载能力及稳定性。

1.2良好的抗疲劳性

交通、出行操作复杂的沥青路面在整个施工过程中，往往会出现一系列不确定因素，随着交通荷载量不断增长以及超载等情况，路面容易出现疲劳开裂问题，长期造成路面疲劳破坏，沥青路面的使用年限受疲劳作用影响严重。因此，在工程施工设计过程中，必须考虑沥青路面的抗疲劳能力，以更好地满足沥青路面上大交通量的要求，从而缓解沥青路面疲劳，大大提高沥青路面使用寿命。在沥青路面投入时，沥青路面要在反复荷载作用下，提高其整體的抗疲劳性，尽可能地减少车辆反复对沥青路面结构产生负面影响。沥青路面在施工过程中，沥青混合料的质量控制，要按照工程施工标准，按照一定比例添加混合料，保证沥青混合料的强度、韧性、坚固性。

1.3高温稳定性

沥青路面也会受高温影响，路面温度升高后，沥青软化，沥青路面抗弯刚度和稳定度大幅降低，尤其是在夏季气温较高的情况下，由于车流量比较大，沥青路面的承载力增加，会造成路面形成波浪纹和车辙。因此，沥青路面必须具备较强的高温稳定性。与此同时，沥青路面的温度控制，设计单位以及施工单位要严格的对沥青混合料的配比进行控制，并对沥青混合料的抗裂性、抗温性等进行控制，在低温收缩、低温拉裂等环境控制下，适当调整沥青混合料的温度，减少沥青路面整体结构的破坏程度，并通过质量控制的方式，对沥青路面的各项性能指标进行测试，提高沥青路面的整体结构稳定性与有效性。

2、沥青路面病害原因

高速公路的中后期管理方法，可提高高速公路使用寿命，无损检测技术包括路面挠度、厚度、平整度、路面破损等。

2.1横向裂缝原因

通常情况下，横向裂缝垂直于公路轴线，是半刚性基层开裂引起沥青路面最常见的病害之一。产生横向裂缝的原因如下：①车辆荷载引起路基沉降时，由下传递的不均匀荷载增加了沥青路面内应力和剪应力，导致沥青面出现裂缝，即使在公路桥梁和行车道上，也很容易出现横向缝隙，极易引发危险事故。②路基处理不当造成的混凝土裂缝，不同类型地基的接缝会伴随着沉降差异，产生横向缝隙。③沥青铺筑过程中水平缝隙和接缝处没有解决好，导致横向缝隙产生。

2.2纵向裂缝原因

与横向间隙不同，纵向间隙与路面中心线平行，但间隙大小和总宽度不同。其主要原因是：①路基施工全过程减少、不均匀，导致可靠性降低。一旦有大车经过，路面就会塌陷，出现裂缝。②在沥青原料应用全过程中，前、后、左、右竖向密封不符合国标要求时，达不到减量规范。

2.3坑槽原因

坑槽是沥青原料中最常见的病害之一，具有高频率和突发性。造成坑槽的主要原因如下，汽车荷载和水冲刷的双重作用引起的坑槽。这种类型的坑槽是路面沥青溶解的主要原因，特别是在桥底和路面。桥底由于沥青不够厚，防潮能力低，中间层很容易漏水，导致沥青混合料和沥青膜分离，沥青混合物遭受车辆载荷的危险。一部分底层熔化，在路面表面产生水泥砂浆，随着时间的变化，表层塑料的特性会下降，缝隙和孔洞，维护管理力度不足。如汽车发动机油会稀释沥青并降低附着力。

3、试验检测数据处理

3.1数据处理原则与方法

公路沥青路面施工质量的检验是基于各种试验数据和资料，根据不同类型和方法获得的原始记录，必须在概率统计的前提下，科学合理地进行分析和解决，使其真实可信地反映客观现实。在很多项目中，有些数据和信息必须通过一系列无量纲的解决方案才能进行比较，有些数据和信息本身就存在各种偏差，甚至处理一些偏差比较大的数据和信息应进行去除。在沥青路面质量检验中，对个体进行检验，在无休止的整体中进行个体检验是显而易见的，也不能保证，特别是对于要进行破坏性试验的项目，涉及的个体总数并不多，不可取，因此可以通过抽样检测的方法在总体样本中抽出小部分进行。

3.2数据表达与分析

如何对材料检测得到的众多数据信息进行详细分析，从而得到各种数据信息与自变量之间的关系并选择合适的表达方式，甚至得到主要参数的函数表达式数学分析表的定量分析是数据处理方法的关键任务之一。现阶段比较常用的检验数据信息的表达形式有报告法、图解法和公式法，报告方法简单方便，可以清楚地看到各种数据信息的实际标准值和最终结果，简洁明了。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

公式方法是基本的，但是分析每个数据信息的调整关联似乎还不够直接，图形化的方法可以一目了然地清楚地识别每个数据信息的变化趋势，但不能进行进一步的数学分析和预测。公式法通常是通过对实验数据和信息进行反演得到的經验公式法，可以从数学思维的角度进行定量分析，反映主要参数的变换，可以科学合理地拓宽。但是，性能公式的计算精度有时并不高，长期的项目实践活动和概念分析表明，在进行公路工程项目相关材料试验的数据处理方法时，平均值法引起的偏差过大，最小二乘法清晰的线性回归方程造成的偏差最小，根本原因是当数据信息的平均误差最长时，线性拟合的平行线最好。

4、沥青路面结构和表面功能检测方法

4.1弯沉检测技术

虽然近年来人们对路面结构的抗压强度特征及其破坏形态进行深入分析，思考了挠度指标值评价的实际意义，但从材料试验的角度来看，总体路面结构的抗压强度，尤其是在竣工验收时选择挠度指标值早已成为业内共识。一般挠度值越小，路面综合承载力越大。常用的挠度试验标准是贝克曼梁法，目前我国归于相关技术标准，由于沥青路面在不同环境温度下的特性差异很大，通常要求在20℃的标准温度下进行检查，检验车后桥为标准轴荷100kN，主要参数如表1所示。挠度检测方法和对汽车具体工况的模拟是一个快速发展的全过程，传统的贝克曼梁光束法经过几十年的实际活动检测已被广泛接受，积累了大量的材料检测数据信息，但杠杆贝克曼梁光束检测的挠度是一种静态数据曲线，路面确实对汽车的运动和振动方式有反应，主要表现出动态抗压强度特性。不仅如此，贝克曼梁光束法所有操作程序的自动化技术水平不高，基本依靠人工实际操作和读数，检查速度明显过慢，精度不高，检查人员的主观危险性较高。因此，为了更好地去除贝克曼梁上方的缺陷，促进挠度检测结果高效、准确地反映路面的真实情况，近年来逐渐发展为动态落锤显示和快速便捷的激光弯沉仪。

落锤挠度计可模拟车辆在冲击作用下的挠度值，速度更快、精度高、路面质量好，可以根据电子计算机的智能数据，通过研究，对数据进行采集和分析，根据落锤挠度仪器的动态挠度数据信息和韧性薄片管理系统的相关基础理论。沥青路面各实心层的回弹模量可反算，落锤挠度试验机有一套完整的设备，包括试验车、电子计算机、落锤液压传动系统等，在进行检验时，当达到特定的测试用例时，落锤由计算机系统运行液压传动系统，随机下降。重锤式在直径30cm的承重板上施加一定的冲击力（50kN），根据承重板将冲击力传递到路面，路面工作压力为0.7MPa，与标准轴载轮压一致，当路面产生纵向变形，即动态挠度时，与贝克曼光束点射检测不同的是，落锤偏转仪在落锤中心线附近的2.5m区域内布置了多个位移计，可以测量偏转盆的形状。激光偏转仪的关键结构包括5个部分，激光发生器、光转换探头、放大器、电桥电路和指示头，与传统的贝克曼光束不同，激光偏转仪采用透射光源作为臂长，可以有更大的检测距离。由于激光光源精度高、透射视角窄、呈鲜红色，因此在远处仍能清晰可见，操作简单，携带方便，可自动采集数据信息。激光挠度仪的基本原理是可以根据光电流的大小即时测量沥青路面的回弹挠度值。硅光电池探针的不同间距同时对光电流水平造成影响，当光电流较低时，落入小圆孔的激光量相应较少，匹配的路面回弹模量较小，反之，路面回弹模量大。

4.2路表抗滑功能及相关指标

沥青路面的防滑特性是关键内容，直接影响行车安全，当行驶时间较低时，一般是沥青混合料表面的表面粗糙度，即精细结构有决定作用，可根据原料抛光值的指标值进行试验，当行车时间较长时，一般是沥青路面的宏观经济粗糙度。该结构具有关键功能，作用是根据表面的纹理推动轮子下降，水力下有溢流式安全通道，防止水冲刷。材料检测粗大组织的关键方法有摆锤法、打磨法和摩擦阻力测量法三种，摆锤法是以具有一定纵横比的摆锤为基础的。压路机与路面的摩擦消耗动能，使摆无法进入先前的相对高度，回摆得相对高度越小，路面摩擦阻力越大，评价指标体系为摩擦摆值BPN。铺沙法是在被测点上铺装固定尺寸的标准砂，根据被测砂的平均覆盖率计算铺装厚度，是评价指标体系结构的深层，与前两种方法相比，摩擦阻力测量法测试速度更快，且对测量点没有限制。根据在车辆试运行过程中具有一定偏移方向的标准车辆轮胎，将侧向摩擦阻力和试验车轮的摩擦阻力与试验车轮的侧向摩擦阻力进行比较，对自重比进行评述，指标值为侧向力系数SFC。

4.3路面雷达测试技术

在我国，工程施工后对沥青路面实心层的厚度、实附着力、路面的错位等检测，大多采用打孔取芯的方法，这种技术会对路面造成一定破坏。有降水时很容易引起其他病害，路面雷达测试系统不必对路面进行采样，检测速度较快，自动化技术水平高，精度高，是一种新型的路面无损检测技术。测试的基本原理是路面原材料的电解介质参数差异，电解介质参数的变化可以看作是不同固体层的子页面，因此雷达发射的电磁波返回不同层次的时间不同，使用这种类型的时差来区分差异。道路雷达检测系统检测时间可达80km/h以上，较大检测深度可达60cm，达到基础路面实心层全厚度。所有雷达监控系统的智能化系统都非常高，可以实时进行数据采集、存储、计算和分析，全自动分析道路各层厚度、缝隙位置等，其精度表现出随着深度的提高而缓慢缩小的特点，但一般不超过深度的5%。道路雷达检测系统软件还可以将检测的大数据可视化为彩色的路面立体图、雷达波形等，极大地方便了其使用。

4.4路面密度结构检测技术

路面密度结构状态在很大程度上影响了路面的承重能力，在工程中，施工者为确保路面使用性能，需要对其进行密度结构测试。在密度结构检测技术中，操作者要充分考虑到沥青混合料在施工中可能会发生的离析现象，来针对性进行密度结构试验，明确当前沥青混合料所处的密度结构状态，避免交付使用后出现质量问题。根据沥青混合料的性质特点可以得出，当其密度出现变化时，其介电常数也会产生波动，基于此，操作者可以采用探底雷达检测方式，来判断沥青混合料是否存在离析问题。在检测中，施工者需要在碾压操作结束后选择路面测试点，再使用探底雷达进行检测，同时，还要结合铺砂试验、钻孔取芯试验，来获取各项指标，然后使用各项指标进行计算得出介电常数的变化状态，从中得出当前路面的结构密度情况，最后评估该路面的使用性能。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

4.5明确沥青路面试验检测流程

在沥青路面质量检测与评估的过程中，则需要从检验验收以及性能评估的角度，对沥青路面的混合比例、自检结果等进行统计与分析。按照规定对沥青路面的全过程进行检查与分析，对提高沥青路面的质量检验水平有积极作用。在过程检验以及质量评估分析中，明确质量评估流程。

沥青路面试验检测分析中，可结合现场施工需求，对沥青路面的混合比、温度、荷载作用等进行检测与分析，结合检验结果，对沥青路面的质量检验过程、性能评估等进行优化，在沥青路面混合料质量控制以及施工质量工艺分析的基础上，提高沥青路面的质量控制可以满足项目施工需求。沥青混合料矿料级配以及配合比检测分析，则需要从松铺厚度、压实处理过程的角度进行分析，在混合料稳定性检验与评估的基础上，提高沥青路面的路用性能。从平整度检测的角度进行分析，路面平整度检测与分析，则需要从数据检测以及信息处理的角度，对沥青混合料的平整度进行控制，提高沥青路面施工管控水平。

5、沥青路面施工现场试验检测技术所需注意事项

沥青路面使用的原材料决定施工质量，在项目施工过程中，需要针对沥青地坪的原材料方案制定合理设计方案，沥青公路工程建设中使用的原材料很多，测试时，沙子和沥青的混合物是最重要的原材料。沥青地层中的砂石和沥青混合料只要符合规定的质量规定，所有道路质量都可以得到相对保证，在沥青地面作业过程中，关键质量是砂石和沥青混合料，在控制沥青配制精度时，可以依靠相对优秀、专业的密度计来检测沥青配料得流量，使沥青配制更加准确。在沥青配料中加入沥青前后对整体质量进行测试，并根据每组数据信息，应用计算机，根据测试结果最终计算出沥青配料得流量。在沥青配料检测环节中，可根据压力机测试配料的压碎值，从而在一定程度上保证标注值的准确性，沥青配料的抗压能力被准确计算。当对沥青配料的抗压值检测完成后，接下来就要对沥青配料的磨光值进行计算，摆式仪和磨光机是此过程所使用的设备，主要目的是科學精准的测量沥青配料的摩擦系数，检测完成所需数值后，将所检测的信息进行汇总，对其进行分析，总结有效数值，最后以科学有效的手段对沥青配料的安全、可靠、性能做评估。

结语：

在沥青公路运营过程中，沥青混合料的质量及其自身的理化性能会直接危及公路施工质量和使用时间，因此，在沥青检验过程中，为确保沥青合格，日常工作最重要的就是做好检验前的统筹规划，还需要对沥青热塑性塑料的配比进行一次检验。在设计沥青原料配比时，可以对沥青原料进行多次试验，选择最佳的沥青混合料配比，从而延长沥青面层的使用寿命。

参考文献：

[1]杜玮峰.公路沥青路面施工中的现场试验检测技术探讨[J].四川水泥，2020（5）：1.

[2]汤红红.分析高速公路沥青路面试验检测技术[J].城市建设理论研究：电子版，2019（3）：1.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3